
幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
自然选择会引起微小的生物学变化,从而产生更大的生存机会和成功繁殖的机会。然而,这个过程与社会昆虫的演变并不十分吻合,尤其是当它们的殖民地可能拥有超过一百万的非成熟成员时。
一个新学习的白蚁可能有这样一个进化问题的答案,该问题首先由查尔斯·达尔文(Charles Darwin)提出:大约150年前:自然选择如何支持昆虫“工人”和“士兵”后代,他们从不繁殖,找到伴侣或开设自己的殖民地?
显然,答案可能是因为工人和士兵呆在家里。
首席研究员兼马里兰州进化生物学家芭芭拉·索恩(Barbara Thorne)说:“关于昆虫中社会行为发展的这个问题确实使我着迷。
“社交昆虫在世界各地的许多不同栖息地中都非常成功和占主导地位,但我们不明白这种蓬勃发展但复杂的殖民地结构是如何发展的。这就是为什么我在年轻的研究生时就参与了这些研究的原因。”
索恩(Thorne)最近的研究部分由NSF资助,提出了一种新颖的理论,即早期的白蚁后代留在家里更有优势,而不是冒着危险的尝试创建独立殖民地的危险尝试,而这些殖民地远离巢穴,他们更容易受到掠食者的影响。当他们的父母被邻居杀害时,白蚁年轻人有最好的机会接管生殖王位。
“与他们的兄弟姐妹一起留在家并继承父母的财产的动机可能会提供与不育的发展的联系社交昆虫,”索恩说。
索恩(Thorne)和她的同事菲利普·约翰斯(Philip Johns)和肯·霍华德(Ken Howard)现在在巴德学院(Bard College),马里兰州的同事南希·布雷斯(Nancy Breisch)和阿纳希·里维拉(Anahi Rivera)在附近的dampwood白蚁殖民地之间举行了会议,这是最原始的生活白蚁 - 最原始的白蚁,其特质与假设的祖先类似,也分析了白蚁的遗传标记。
她的团队的研究表明,当同一原木中的两个邻近的白蚁家庭与他们战斗时,通常导致一个或两个家庭的国王和皇后区死亡。
这为取代“初级”国王和皇后区的铺平了道路,可以从殖民地的工人后代发展。换句话说,当父母被杀时,无菌白蚁可以成为繁殖者,成为殖民地的主要祖细胞。
健康国王和皇后人产生的信息素通常会抑制“助手”类中的性腺发育,当国王和皇后死亡时,信息素消失或减少。结果,抑制升降和无关的“无菌”,两个殖民地的助手后代都能够成为新的“生殖”并假设王位。
Thorne说:“对成立国王和皇后的暗杀可能使年轻的白蚁后代成为其出生殖民地的无生产工人。”保留在家里,而不是冒着危险的尝试来启动独立殖民地的尝试,可能使他们有一个更好的机会成为生殖器。
事实证明,数百个国王和王后建立了同一片枯树,使昆虫的机会更大的机会与邻居见面和与邻居作战。当国王和皇后被杀时,来自无关家庭的白蚁联合起来并在一个更大,更强大的群体中合作,其中新的生殖白蚁可以从殖民地的工人等级中出现。来自两个家庭的白蚁甚至可能杂交。
由于这些年轻的殖民地相对较小,因此后代仍然是父母巢中的助手 - 有一个合理的机会继承家庭资源并成为生殖白蚁。
索恩说:“合并后的殖民地在与邻居的下一次战斗中也具有规模优势。” “因此,两个无关的家庭在殖民地遭遇后受益。”
“蚂蚁,蜜蜂和黄蜂也具有皇后区和无菌助手的高度社交殖民地,但它们具有不寻常的遗传体系,使对其研究的研究变得复杂社会起源,“索恩说。”白蚁既有国王和皇后区,他们的殖民地组织都与蚂蚁,蜜蜂和黄蜂的融合令人惊讶,但它们完全独立地进化并具有更正常的遗传系统。白蚁没有得到进化生物学家的很多关注,但他们的案例可能揭示了一些基本原则。”
该研究中的原始生活白蚁属,杂志属,与古代祖先分享了社会,发展和栖息地特征,因此是一种模型系统,可以提出有关在1.4亿年前在这些昆虫中高度进化的推断。一旦原始的白蚁有动力,由于可能有早期或“加速”继承而呆在父母的巢穴中,这种行为变得固定,并且超过了进化的时间,白蚁的社会行为通过哈佛大学生物学家爱德华·威尔逊(Edward O. Wilson)描述为“无回报的点”。
索恩说:“这些发现表明,生态因素如何通过加速和增强助手后代的直接健身机会来促进社会组织的演变,从而使相关性偏爱亲戚的选择不太关键。”
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编者注: 这项研究得到了国家科学基金会的支持(NSF),联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。本材料中表达的任何观点,发现和结论或建议都是作者的意见,不一定反映了国家科学基金会的观点。看到幕后存档。